Patent DE-112013002240-B4 (DE)
Title: Verdichter mit variabler Verdrängung und autonom verkleinertem mininmalen Neigungswinkel bei vergrößerter Drehzahl
Inventor: TERAUCHI SATOSHI
IPC: F04B27/08
Filed: 2013-04-24
Granted: 2021-05-20
Abstract: Verdichter (100) mit variabler Verdrängung, mit:
 einem Gehäuse (101, 102, 104), in dem eine Auslasskammer (142), eine Saugkammer (141), eine Kurbelkammer (140) und Zylinderbohrungen (101a) definiert sind,
 Kolben (136), die in den Zylinderbohrungen (101a) eingesetzt sind,
 einer Antriebswelle (110), die in dem Gehäuse (101, 102, 104) drehbar gestützt ist,
 einem Rotor (112), der synchron drehbar an der Antriebswelle (110) befestigt ist,
 einer Taumelscheibe (111), die mit dem Rotor (112) über eine Kopplungseinrichtung (120-123) gekoppelt ist, und die sich synchron mit dem Rotor (112) dreht und gleitbar an der Antriebswelle (110) so angebracht ist, dass sich ihr Neigungswinkel relativ zu einer Achse der Antriebswelle (110) ändert,
 einer Einrichtung zum Regulieren eines minimalen Neigungswinkels, um einen minimalen Neigungswinkel der Taumelscheibe (111) auf ungefähr 0° zu regulieren, wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe (111) orthogonal zu der Achse der Antriebswelle (110) als 0° definiert ist,
 einer Neigungswinkelvergrößerungsfeder (115) zum Drücken der Taumelscheibe (111) in einer Richtung zum Vergrößern des Neigungswinkels von dem minimalen Neigungswinkel,
 einer Neigungswinkelverkleinerungsfeder (114) zum Drücken der Taumelscheibe (111) in einer Richtung zum Verkleinern des Neigungswinkels von einem maximalen Neigungswinkel bis zum minimalen Neigungswinkel, 
 einem Wandlermechanismus, der zwischen den Kolben (136) und der Taumelscheibe (111) angeordnet ist, um eine Drehbewegung der Taumelscheibe (111) zu einer reziprokierenden Bewegung der Kolben (136) umzuwandeln, und
 einem Steuerventil (300) zum Steuern eines Drucks in der Kurbelkammer (140),
 der den Neigungswinkel der Taumelscheibe (111) durch Ändern einer Druckdifferenz zwischen der Kurbelkammer (140) und der Saugkammer (141) ändert, um einen Hub der Kolben (136) einzustellen, ein Kühlmittel verdichtet, das von der Saugkammer (141) in die Zylinderbohrungen (101a) gesaugt wird, und verdichtetes Kühlmittel in die Auslasskammer (142) auslässt,
 dadurch gekennzeichnet, dass ein Kopplungskörper (400) der Antriebswelle (110), an der die Neigungswinkelvergrößerungsfeder (115) und die Neigungswinkelverkleinerungsfeder (114) angebracht sind, des Rotors (112), der Kopplungseinrichtung (120-123) und der Taumelscheibe (111) so konfiguriert ist, dass:
 wenn die Antriebswelle (110) nicht gedreht wird, der Neigungswinkel der Taumelscheibe (111) an einem vorbestimmten Neigungswinkel θa positioniert ist, an der eine Summe einer Druckkraft der Neigungswinkelverkleinerungsfeder (114) und einer Druckkraft der Neigungswinkelvergrößerungsfeder (115) null beträgt;
 wenn die Antriebswelle (110) aus jenem Zustand, bei dem die Drehung gestoppt ist und der Neigungswinkel der Taumelscheibe (111) an dem vorbestimmten Neigungswinkel θa positioniert ist, bis zu einer vorbestimmten Drehzahl gedreht wird, ein Moment einer Drehbewegung MS, auf der Grundlage einer Einstellung eines Trägheitsprodukts in einer Winkeländerungsrichtung der Taumelscheibe (111) in der Richtung zum Verkleinern des Neigungswinkels wirkt, um den Neigungswinkel der Taumelscheibe (111) von dem vorbestimmten Neigungswinkel θa zu verkleinern, und wodurch ein Moment MF auf der Grundlage einer kombinierten Kraft der Druckkraft der Neigungswinkelverkleinerungsfeder (114) und der Druckkraft der Neigungswinkelvergrößerungsfeder (115) in der Richtung zum Vergrößern des Neigungswinkels wirkt, wodurch der Neigungswinkel der Taumelscheibe (111) autonom an einem vorbestimmten Neigungswinkel θb positioniert wird, an dem eine Summe des Moments MS und des Moments MF null beträgt; und
 wenn sich die Drehzahl der Antriebswelle (110) erhöht, der vorbestimmten Neigungswinkel θb der Taumelscheibe (111) sich autonom verkleinert und zu einem minimalen Winkel θb(Nmax) bei einer maximalen Drehzahl (Nmax) wird,
 wobei die Druckkraft der Neigungswinkelvergrößerungsfeder (115), die Druckkraft der Neigungswinkelverkleinerungsfeder (114) und das Trägheitsprodukt in der Winkeländerungsrichtung der Taumelscheibe (111) so eingestellt sind, dass der vorbestimmte Neigungswinkel θb an dem minimalen Winkel in einem Neigungswinkelbereich positioniert ist, in dem ein Verdichtungsbetrieb zur Zeit der maximalen Drehzahl sicher durchgeführt werden kann.